第四章气液相反应技术介绍.ppt

训练步骤 拓展型训练： 事故处理 本章小结 气液相反应器 生产原理 鼓泡塔反应器 气液相反应器的生产案例 乙醛氧化制醋酸仿真操作 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * * 快速反应的两种情况 3. 中速反应 化学反应能力和扩散能力基本相等，化学反应在整个液膜内进行。未反应部分A扩散进液相中体，在液相主体中继续反应。生产能力不仅与相界面大小有关，还与液体体积有关。当足够高时，二级反应可简化为拟一级反应。 中速反应的两种情况 4. 慢速反应 化学反应能力比扩散能力低，化学反应主要在液相主体中进行，此时为动力学控制 。 慢速反应 5. 极慢反应 化学反应能力远远小于传质能力，扩散阻力可忽略不计。组分A和B浓度在整个液相中很均匀，反应发生在整个液相，过程为动力学控制，总速度等于化学反应速度，相当于液相均相反应。 极慢反应 三、测定液相反应速度的方法 在实验室常用的反应器为半间歇操作或连续操作的釜式反应器，在半间歇釜式反应器内要求反应温度一定，气体流量一定，液相体积保持不变，分析不同反应时间下的气相进、出口的组成或从釜内液相取样分析。在连续釜式反应器内一般认为液相为全混流，釜内液相浓度等于出料液浓度，改变液相流量，就是改变平均停留时间。 四、反应器型式的选择 型式 应用范围 喷雾塔 填料塔 极快反应和快速反应，气相浓度低，气液比大，为了提高液相利用率要求增加膜体积 板式塔 鼓泡搅拌釜 中速反应和慢速反应，也适用于气相浓度高，气液比小的快速反应 鼓泡塔 极慢反应，也可用于中速反应 主要型式气液相反应器的特性及应用范围 液相 体积分率 型式 相界面积 相界面积 液相体积 气液比mol 应用范围 液相体积m2/m3 反应器体积m2/m3 液膜体积 喷雾塔 填料塔 ~1200 ~1200 ~60 100 0.05 0.08 －2~10 10~100 19 11.5 极快反应和快速反应，气相浓度低，气液比大，为了提高液相利用率要求增加膜体积 板式塔 鼓泡搅拌釜 1000 200 150 200 0.15 0.90 40~100 150~800 5.67 0.111 中速反应和慢速反应，也适用于气相浓度高，气液比小的快速反应 鼓泡塔 20 20 0.98 4000~104 0.0204 极慢反应，也可用于中速反应 第三节 鼓泡塔反应器 一、鼓泡塔反应器的结构认知 夹套式换热器示意图 夹套式换热器实体图 塔外换热器实体图 蛇管式换热器示意图 一、鼓泡塔流体力学 （一）气泡尺寸 （二）鼓泡塔的气体压力降ΔP （三）气泡上升速度 （四）含气率 （五）比相界面 （一）气泡尺寸 1．当量比表面平均直径 2．体积平均直径 3．几何平均直径dg （二）鼓泡塔的气体压力降ΔP 鼓泡塔的气体压力降ΔP 由气体分布器阻力和床层静压头的阻力两部分组成。 H —- 充气液层高度，m。 式中 ——小孔阻力系数约0.8； ——小孔气速，m/s； ——鼓泡层密度kg/m3； （三）气泡上升速度 （1）单个气泡自由浮升速度 （2）气泡真实上升速度 （3）气泡群的滑动速度 （四）含气率 单位体积鼓泡床（充气层）内气体所占体积分数。 静态含气率：液体不流动时的含气率； 动态含气率：液体连续流动时的含气率。 式中 H0——充气液层高度，m； H——静液层高度，m； G——含气率。 （五）比相界面 单位气液混合鼓泡床层体积内所具有的气泡表面积。 可以通过气泡平均直径dvs和含气率计算，即 单位： m2/m3 二、鼓泡塔的传质和传热 （一）鼓泡塔的传质 （二）鼓泡塔的传热 三、鼓泡塔的设计计算 （一）反应器体积 （二）反应器直径和高的确定 （一）反应器体积 鼓泡塔体积包括以下几部分： ①充气液层体积（静液层体积和充气液层中气体所占体积之和）； ②充气液层上部（塔顶）除沫分离空间体积； ③反应器顶盖死区体积，如果反应器内设有隔板、换热器或填料，计算时还要考虑隔板、换热器或固体填料所占的体积。 1. 充气液层体积 充气液层体积是反应器在操作中所必须保证的气泡和液体混合物的体积。 式中 ——液相体积，m3； ——充气液层中气体体积，m3； ——充气液层体积，m3。 2. 分离空间体积 分离空间的作用是除去上升气体所夹带的液滴，而液滴与气体的分离靠自重沉降实现。分离空间的体